
在罗马时代,农民就发现在前作为豆科植物的大田里种植谷类作物时,其产量有所提高,因此,就注意到细菌能增富农业土壤中的营养。直至19世纪,德国的苜蓿种植者和美国的一些大豆种植者,他们利用苜蓿田或大豆田的土壤,转移接种至新的农田,从而使作物产量得到提高。1838年,法国农业化学家布森高(J.B.Boussingault)发现了豆科植物能固定氮。并于1843年建立了第一个农业试验站,对各种轮作制中作物产量和成分进行了较为精确的分析。1886-1888年德国科学家赫尔里格尔(H.Hellriegal)在砂培条件下证明,豆科植物只有形成根瘤菌才能固定大气中的氮。1888年荷兰学者贝叶林克(M.W.Beijerinck)分离了根瘤菌,这是微生物肥料方面的突破。现已明确那是根瘤菌的作用。这些细菌的发现,促使了第一家美国公司纳特尔公司于1898年生产和销售了土壤细菌接种剂。自此以后,就有诸多的细菌制剂用于土壤和农作物种子的拌种和包衣。20世纪20年代,又有一些新的微生物制剂用于大田土壤和农作物,但效果不甚理想。20世纪40年代,美国农业部颁发了生物杀虫剂许可证,至今已有20多种不同的微生物产品为这一目的而使用。1937年,苏联微生物学家克拉西尼科夫和密苏斯金研制了“固氮菌剂”。从而开创了细菌肥料的先河,由于种种原因,这种微生物肥料都先后停止了大规模生产。1940年前后,亚洲研制了一种以蓝细菌(藻类)为主而用于稻田的生物肥料。现其在持续农业中仍然发挥着巨大的作用。不管生物肥料的历史如何,微生物制剂仍继续向前发展。自20世纪80年代开始,人们以极大的精力关注着用于环境和农作物的生物肥料,其原因是这类产品能有效地解决存在的一些问题,特别是无公害和消除环境的污染。因此,要研制出一种既具有肥料功能,又具有消除环境污染的能力,就十分困难。

堆肥标准的实施对禽畜粪便有机肥企业来讲既是一次调整,同时也是一次提升。一方面种植业对禽畜粪便有机肥的消纳量将决定养殖的规模,超出消纳量的养殖企业根据需要在养殖结构上做出一定调整,禽畜粪便或是做沼气处理成为能源,或是做有机肥;另一方面,以前有机肥企业都是盲目去做量的发展,只设最低产能下限却没有设置上限。未来商品有机肥产能过剩的企业就需要下调或者将超出的产能通过技术升级方式制成高端产品,销往其他市场,也可以与当地没有加工技术的养殖场合作共赢。中国农业大学教授也认为,执行标准中要求的源头处理可使有机肥企业简化加工程序,更多投入到技术创新、产品升级上来,将更加利于整个禽畜粪便有机肥行业的发展与壮大。

针对目前大多数撒肥机在作业过程中存在抛撒不均问题,该文设计了一种锥盘式撒肥装置。通过对该装置结构和工作原理的阐述及肥料颗粒在撒肥盘、叶片上和空气中的动力学和运动学分析,建立了肥料颗粒的运动模型。以叶片长度、叶片水平投影倾角、撒肥盘转速、肥箱落肥口位置和面积为试验因素,以肥料抛撒的横向变异系数为试验指标进行了台架试验。试验表明,当落肥口位置(落肥口中心点在以叶片旋转中心在地面的投影为坐标原点的空间直角坐标系中的坐标值)为(70 mm,0,800 mm),叶片长度为150 mm,落肥口面积为2456 mm2,叶片水平投影倾角为1°,撒肥盘转速为1090 r/min时,横向撒肥变异系数为5.215%,此时肥料抛撒的均匀性最好,满足施肥作业要求。该装置基本上解决了肥料抛撒不均方面的不足,为锥盘式撒肥机的设计与优化提供了参考。

通过圆盘式施肥机抛撒模型,在施肥过程中对不同圆盘转速进行了试验,并通过试验在横向和纵向施肥距离上,从不同的角度绘制了曲线图,进行比较得出了施肥的均匀性随着圆盘转速的减低而减低,其有效施肥幅宽也随其减小。同时,找到了达到试验所用的3种肥料的极限速度的圆盘转速,得出圆盘转速在高于极限速度时变化,施肥曲线图变化不明显;而低于极限速度时,施肥曲线变化明显。 [目的]为了研究圆盘式有机肥撒肥器的抛撒性能.[方法]在自制的圆盘式有机肥撒肥器试验台上进行了影响撒肥均匀度的单因素和正交试验测试.[结果]单因素试验结果表明,采用安装2组偏心叶片的圆盘、两盘安装中心距750 mm时撒肥均匀度的平均偏差最小.随着两圆盘转速的增大,撒肥均匀度平均偏差快速减小,转速超过200 r/min平均偏差变化程度非常小;正交试验结果表明,采用2组偏心叶片的圆盘、两盘安装中心距750 mm,圆盘转速200 r/min时撒肥均匀度的平均偏差最小.[结论]所设计的撒肥器具有撒肥均匀、工作效率高的特性,这为有机肥撒施机的研发提供了参考。

德国有机农业核心是建立和恢复农业生态系统的生物多样性和良性循环。在有机农业生产系统中, 作物秸秆、畜禽粪便、豆科作物、绿肥和有机废弃物是土壤肥力的主要来源, 作物轮作以及各种物理、生物和生态措施是控制杂草和供应撒粪机现货病虫害的主要手段。德国有机农业除严禁使用化肥、农药等外源合成物质、减少机械破坏外, 还十分注重提高土壤有机质, 给放线菌以丰富的营养, 成为优势菌群, 控制农作物病害发生为害。提高土壤有机质的措施包括种植绿肥、深根豆科作物、农地休闲、增施有机供应撒粪机现货肥料等。德国家庭农场多以养畜为主, 兼营种植业。在政府政策鼓励下, 有机农场只施用有机肥, 使畜牧业和种植业相互促进, 共同发展, 减少了化肥施用过多对土壤环境的污染。德国农业的一个显著特点是畜牧业十分发达, 是一个以畜牧业为主的农业结构, 畜牧业产值占农业产值的60%以上。这种生产结构大大提高了农产品的附加值, 为人们提供高质量、高营养的乳肉制品, 在改善人们的饮食结构, 提高生活水平的同时, 也增加了农业产值。

据不完全统计,近年来中国登记注册的有机肥企业数量已经超过了3000家,并还在大幅增长,其中用禽畜粪便做有机肥的厂家成为最大的增长极。中国禽畜粪便有机肥已然进入了快速爆发期,其最大的拉动力就在于政策支持。2016年农业部发布《关于推进农业废弃物资源化利用试点的方案》,2016年国务院发布《土壤污染防治行动计划》,2017年农业部印发《开展果菜茶有机肥替代化肥行动方案》,均提出鼓励农民增施有机肥,对畜禽规模养殖集中区鼓励农作物种植与禽畜粪便综合利用相结合。此后,全国上下随即掀起一波利用禽畜粪便生产有机肥的热潮。有机肥的风口在政策推动下,越聚越大。据悉,目前农业部正在编制禽畜粪便堆肥标准,现已开始征集意见,该标准不仅将对堆肥过程和产品做出细致要求,更指出了禽畜粪便生产有机肥的政策方向:种养结合。中国农业大学资源与环境学院教授参与了该标准的制定,他坦言,规模养殖正在加快发展,但养殖与种植分离成两个主体,养殖的不种地,种地的不养殖,客观上阻隔了粪污还田的通道。他认为,种养结合模式有望成为禽畜粪便有机肥行业未来的发展方向,而正在征求意见的禽畜粪便堆肥标准正是体现了对种养结合的鼓励。农业部微生物肥料质检中心主任李俊对种养结合也颇为认同,他认为,随着养殖业规模化,未来中国应该对粪污采取规范、统一的治理技术及其配套工程。